JP2020042189A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示器の型式に依存されずに、表示器の画素単位での故障検出を可能とする表示装置を提供する。【解決手段】画像形成用の複数の画素１１２ａを有する表示部１１０と、表示用の元画像データに基づいて、複数の画素における発光状態を制御して、表示部の画像表示を制御する制御部１２０と、を備える表示装置において、複数の画素のうち、所定の画素のそれぞれに、光電変換素子１１２ｃが設けられ、制御部は、元画像データのそれぞれの画素に対応する元画像輝度値Ａと、それぞれの光電変換素子から取得した実際の取得輝度値Ｂとの輝度差を判定し、輝度差において、予め定めた所定量以上の差がある場合に、差のあった画素に故障があると判定する判定部１２５を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両に関連する各種車両情報を表示する車両用表示装置に用いて好適な表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の表示装置では、表示パネルに対して画像データを出力する複数のソースドライバ、および表示パネルのゲート線を選択する複数のゲートドライバは、それぞれ制御部に対して並列に接続されている。そして、各ドライバには監視素子が設けられている。

監視素子によって、各ドライバから出力される信号が監視されることで、いずれかのドライバに故障が発生したか否かが検知されるようになっている。そして、各ドライバは、並列に接続されていることから、いずれかのドライバが故障しても、他のドライバに対応する表示領域に画像が表示され、表示機能が維持されるようになっている。

また、特許文献２における情報処理装置のタッチパネルは、タッチセンサおよび液晶パネルを備えている。液晶パネルにおける複数の第１のサブ画素に電圧をかけ、複数の第２のサブ画素には電圧をかけないようにしたノイズ駆動パターンで、液晶パネルを駆動すると、表示が正常な領域では、液晶パネルからの放射電磁界が大きくなり、タッチセンサで検出される静電容量のノイズが大きくなる。逆に、表示異常を起こしている領域では、ノイズ駆動パターンで駆動しようとしても駆動しないためノイズは高くならない。このようにノイズの大きさに基づいて、液晶パネルの表示異常となる領域の特定が可能となっている。

特開２０１０−１０７９３３号公報 特開２０１７−１３４１７９号公報

しかしながら、特許文献１の表示装置においては、各ドライバの故障を検出するものであって、表示器（表示パネル）内の配線接続不良による線欠陥や、各画素のトランジスタ不良等による点欠陥（画素単位での故障）を検出することはできない。

また、特許文献２の情報処理装置においては、タッチセンサを有するタッチパネルにおいて表示異常領域を検出するものとなっており、タッチパネルタイプ以外の型式の表示器の故障を検出することはできない。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、表示器の型式に依存されずに、表示器の画素単位での故障検出を可能とする表示装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、画像形成用の複数の画素（１１２ａ）を有する表示部（１１０）と、
表示用の元画像データに基づいて、複数の画素における発光状態を制御して、表示部の画像表示を制御する制御部（１２０）と、を備える表示装置において、
複数の画素のうち、所定の画素のそれぞれに、光電変換素子（１１２ｃ）が設けられ、
制御部は、
元画像データのそれぞれの画素に対応する元画像輝度値（Ａ）と、それぞれの光電変換素子から取得した実際の取得輝度値（Ｂ）との輝度差を判定し、輝度差において、予め定めた所定量以上の差がある場合に、差のあった画素に故障があると判定する判定部（１２５）を有することを特徴としている。

この発明によれば、元画像輝度値（Ａ）と、取得輝度値（Ｂ）との輝度差によって、表示器（１１０）の画素（１１２ａ）の故障を判定することができるので、表示器（１１０）の型式に依存されずに、表示器（１１０）の画素単位での故障検出が可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における表示装置の全体構成を示す説明図である。 第１実施形態における表示部を示す説明図である。 表示部のパネルの構造を示す説明図である。 図３のＩＶ部における拡大図である。 故障判定のための制御内容を示すフローチャートである。 第２実施形態における表示部を示す説明図である。 第３実施形態における表示装置の全体構成を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態における表示装置１００について図１〜図５を用いて説明する。本実施形態の表示装置１００は、車両に搭載されて、各種車両情報を表示するものとなっている。表示装置１００は、図１に示すように、表示部１１０、および制御部１２０等を備えている。制御部１２０は、車載ＬＡＮと接続されており、車両の作動状態、およびユーザが入力操作したときの入力項目等を、表示部１１０に画像として表示するようになっている。

表示部１１０は、例えば、図２に示すように、コンビネーションメータとして形成されている。表示部１１０は、例えば、運転席の前方、あるいは車両のインストルメントパネルの左右方向の中央に配置されており、表示面１１１に表示される画像（１１１ａ〜１１１ｅ）は、ユーザに視認されるようになっている。表示面１１１における画像（１１１ａ〜１１１ｅ）としては、例えば、車速を示すスピードメータ１１１ａ、エンジンの回転数を示すタコメータ１１１ｂ、ユーザのウインカレバー操作によって、右左折する際の進行方向を示すインジケータ１１１ｃ、および各種車両機器の異常発生時にユーザに警告を発する各種警告灯１１１ｄ、１１１ｅ等がある。

表示部１１０は、図３、図４に示すように、有機化合物を用いた有機ＥＬ素子を有する自発光式の有機ＥＬディスプレイが使用されている。有機ＥＬ素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子となっており、陽極と陰極との間に、有機正孔輸送層、有機発光層、および電子輸送層等が積層配置されて形成されている。有機ＥＬ素子は、表示面１１１（ディスプレイ）を形成するパネル１１２において、マトリックス状に複数配置されており、画像形成用の複数の画素１１２ａを形成している。

尚、表示部１１０は、各有機ＥＬ素子に、それぞれ薄膜トランジスタ１１２ｂが配置されて、各薄膜トランジスタ１１２ｂによって駆動されるアクティブマトリックス方式となっている。

そして、複数の画素１１２ａにおける所定の画素１１２ａ（本第１実施形態では、全部の画素１１２ａ）には、それぞれ光電変換素子１１２ｃが設けられている。光電変換素子１１２ｃは、光の持つ情報を電気信号に変換する、あるいは、逆に、物質の電気的性質や電子状態が変化すると発光する素子である。本実施形態では、光電変換素子１１２ｃは、光の持つ情報を電気信号（各画素１１２ａにおける実際の輝度値）に変換するものとなっている。光電変換素子１１２ｃで得られた電気信号（実際の輝度値）は、後述する制御部１２０の輝度検知部１２４に出力されるようになっている。

図１に戻って、制御部１２０は、後述する表示用の元画像データに基づいて、表示部１１０の複数の画素１１２ａにおける発光状態（色、輝度等）を調整して、表示部１１０の画像表示を制御する制御手段となっている。制御部１２０は、ＣＰＵ１２１、映像処理部１２２、駆動部１２３、輝度検知部１２４、および故障判定部１２５等を有している。

ＣＰＵ１２１は、内部映像信号（表示部１１０に表示させるための画像）を形成（描画）して、映像処理部１２２に出力すると共に、故障判定部１２５によって判定された結果に基づいて、ユーザに対する故障通知、および表示形態の変更（故障していないエリアに表示画像を移動）等を行う部位となっている。

映像処理部１２２は、ＣＰＵ１２１から出力される内部映像信号、あるいは、外部のカメラ、ビデオ等から出力された外部映像信号に対して所定の画像処理を行って、駆動部１２３に出力する部位となっている。以下、内部映像信号、および外部映像信号を、元画像データと呼ぶことがある。

駆動部１２３は、内部映像信号（元画像データ）、あるいは外部映像信号（元画像データ）に基づく画像を表示部１１０に表示（形成）させるために、複数の画素１１２ａを駆動制御（発光状態調整）する部位となっている。

輝度検知部１２４は、表示部１１０の各画素１１２ａに設けられた光電変換素子１１２ｃから、電気信号として各画素１１２ａの輝度値を取得し、各画素１１２ａにおける実際の輝度値を検知する部位となっている。輝度検知部１２４は、取得した輝度値のデータを故障判定部１２５に出力するようになっている。

故障判定部１２５は、映像処理部１２２における内部映像信号、あるいは外部映像信号を取得して、各映像信号（元画像データ）を輝度値に変換して、それぞれの画素１１２ａに対応する輝度を、元画像輝度値Ａとして把握するようになっている。そして、故障判定部１２５は、輝度検知部１２４から取得した実際の輝度値を取得輝度値Ｂとして、元画像輝度値Ａと、取得輝度値Ｂとを比較して、複数の画素１１２ａのうち、いずれかの画素１１２ａに故障の発生があるか否かを判定する部位となっている。故障判定部１２５は、故障ありと判定した場合に、故障有りの情報をＣＰＵ１２１に通知するようになっている。

本実施形態の表示装置１００は、上記のような構成となっており、以下、図５を加えて、作動および作用効果について説明する。

まず、制御部１２０（故障判定部１２５）は、ステップＳ１００で、データ領域、プログラム等の確保、および初期設定値の読込み等の初期化を行う。制御部１２０は、複数の画素１１２ａに対して、一つずつ順番に、以下のステップＳ１１０〜ステップＳ１６０を実行していく。

即ち、ステップＳ１１０で、制御部１２０は、ＣＰＵ１２１、あるいは外部カメラ、ビデオ等からの元画像データを取り込み、ステップＳ１２０で、元画像データを輝度値に変換して、当該画素１１２ａに対応する元画像輝度値Ａを把握する。更に、ステップＳ１３０で、制御部１２０は、当該画素１１２ａに設けられた光電変換素子１１２ｃによって取得された当該画素１１２ａの実際の輝度値を、輝度検知部１２４から取得して、取得輝度値Ｂとする。

そして、ステップＳ１４０で、制御部１２０は、取得輝度値Ｂが、（元画像輝度値Ａ−α）と、（元画像輝度値Ａ＋β）との間にあるか否かを判定する。αおよびβは、許容誤差である。αおよびβは、故障検知に影響しない値であり、個体のばらつきや、経年変化等を考慮して決定された値となっている。ステップＳ１４０で、肯定判定される場合は、当該画素１１２ａにおける元画像輝度値Ａと、取得輝度値Ｂとの輝度差は、相対的に小さく、同等の輝度値であると判定される。逆に、ステップＳ１４０で、否定判定される場合は、各画素１１２ａにおける元画像輝度値Ａと、取得輝度値Ｂとの輝度差は、相対的に大きく（予め定めた所定量以上の輝度差があり）、輝度値が異なるものになっていると判定される。

よって、ステップＳ１４０で否定判定すると、制御部１２０は、当該画素１１２ａにおいて、本来の輝度値が得られていない、つまり、故障発生ありとして、ステップＳ１５０で、故障ありの結果をＣＰＵ１２１に通知する。

ＣＰＵ１２１は、故障ありの結果を受けると、故障状態を記録し、ユーザに対して警告（表示面１１１での表示や、音声注意等）を行う。また、ＣＰＵ１２１は、画素１１２ａの故障領域に、重要情報が表示されている場合は、この重要情報を別の異常のないエリアに移動させて、表示を継続させる。

そして、ステップＳ１６０で、すべての画素１１２ａについて、上記ステップＳ１１０〜ステップＳ１６０が終了したかを確認して、終了したと判定すると、本制御を終了し、終了していないと判定すると、ステップＳ１１０に戻る。尚、ステップＳ１４０で、肯定判定（元画像輝度値Ａと取得輝度値Ｂとの差が相対的に小さいと判定）した場合は、ステップＳ１５０をスキップして、ステップＳ１６０に進む。

以上のように、本実施形態では、表示部１１０の所定の画素１１２ａ（ここではすべての画素１１２ａ）に光電変換素子１１２ｃを設け、元画像輝度値Ａと、取得輝度値Ｂとの輝度差によって、表示部１１０の画素１１２ａの故障を判定することができる。よって、表示部１１０の型式に依存されずに、表示部１１０の画素１１２ａ単位での故障検出が可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図６に示す。第２実施形態は、表示部１１０における複数の画素１１２ａのうち、予め定めた所定エリア内の画素１１２ａに対して、光電変換素子１１２ｃを設けたものとしている。所定エリアというのは、例えば、表示部１１０の表示項目の中で、ユーザに対して重要項目を表示するエリアと定めて、このエリアに対応する画素１１２ａのみに光電変換素子１１２ｃを設けている。所定エリアは、例えば、インジケータ１１１ｃ、警告灯１１１ｄ、１１１ｅ等が表示されるエリアである。

これにより、表示部１１０内において、重要項目エリアについては、常に、画素１１２ａにおける異常の有無が確認され、重要項目エリアにおける異常発生について確実にユーザに知らせることが可能となる。また、光電変換素子１１２ｃを全ての画素１１２ａに設ける場合に比べて、本実施形態では、光電変換素子１１２ｃの数を減らすことができるので、安価な対応が可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態の表示装置１００Ａを図７に示す。表示装置１００Ａの表示部１１０Ａは、非自発光式であり、バックライト（光源）１１３を有する液晶ディスプレイを採用したものとなっている。バックライト１１３の輝度は、ＣＰＵ１２１によって制御されるようになっている。

基本的な故障判定の制御内容は、上記第１実施形態で説明した内容（図５）と同様であるが、バックライト１１３の輝度によって、光電変換素子１１２ｃによって得られる取得輝度値Ｂが変化する。したがって、ここでは、ＣＰＵ１２１で制御しているバックライト１１３の輝度を故障判定部１２５に出力して、故障判定部１２５で、バックライト輝度値に応じて、取得輝度値Ｂを補正して、元画像輝度値Ａと、取得輝度値Ｂとの比較を行うようにしている。

これにより、表示部１１０Ａとして、有機ＥＬディスプレイに限らず、他の型式のディスプレイ（液晶ディスプレイ）の場合でも、画素１１２ａの故障判定を正確に行うことができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、表示部１１０、１１０Ａとして、コンビネーションメータに適用されるものとして説明したが、これに限定されることなく、画素によって画像表示されるものであれば、適用可能である。例えば、ナビゲーション装置における地図を表示する表示部や、空調装置における設定条件や作動状態を表示する表示部、車載カメラによって車両後方や後側方を表示する表示部等に適用してもよい。

また、上記各実施形態では、アクティブマトリックス方式の表示部１１０を使用するものとして説明したが、これに限定されることなく、単純マトリックス方式の表示部としてもよい。

１００、１００Ａ 表示装置
１１０、１１０Ａ 表示部
１１２ａ 画素
１１２ｃ 光電変換素子
１２０ 制御部
１２５ 故障判定部（判定部）
Ａ 元画像輝度値
Ｂ 取得輝度値

Claims (3)

1. 画像形成用の複数の画素（１１２ａ）を有する表示部（１１０）と、
   表示用の元画像データに基づいて、複数の前記画素における発光状態を制御して、前記表示部の画像表示を制御する制御部（１２０）と、を備える表示装置において、
   複数の前記画素のうち、所定の画素のそれぞれに、光電変換素子（１１２ｃ）が設けられ、
   前記制御部は、
   前記元画像データのそれぞれの前記画素に対応する元画像輝度値（Ａ）と、それぞれの前記光電変換素子から取得した実際の取得輝度値（Ｂ）との輝度差を判定し、前記輝度差において、予め定めた所定量以上の差がある場合に、前記差のあった画素に故障があると判定する判定部（１２５）を有する表示装置。
2. 前記所定の画素は、複数の前記画素のうち、予め定めた所定エリア内の画素である請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示部は、アクティブマトリックス方式の表示部である請求項１または請求項２に記載の表示装置。

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